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Synthesis and electrochemical performance of TiO_2-B as anode material
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作者 王新宇 谢科予 +3 位作者 李劼 赖延清 张治安 刘业翔 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2011年第2期406-410,共5页
TiO2-B was synthesized by solid-state reaction. The structures, surface morphologies and electrochemical performances of TiO2-B were characterized by X-ray diffractometry (XRD), scanning electron microscopy (SEM) ... TiO2-B was synthesized by solid-state reaction. The structures, surface morphologies and electrochemical performances of TiO2-B were characterized by X-ray diffractometry (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and electrochemical measurement, respectively. The effects of calcining temperature, molar ratio of K2O to TiO2 and calcining time on the characteristics of TiO2-B were investigated. The results show that the calcining time exerts a significant influence on the electrochemical performances of TiO2-B. The TiO2-B is obtained with good crystal structure and suitable size by using K2Ti4O9, which is prepared at 950 ℃for 24 h under the condition of x(K2O)/x(TiO2)=1:3.5. The TiO2-B delivers all initial discharge capacity of 231.6 mA.h/g. And the rate caoacitv is 73.2 mA-h/g at 1 675 mA/g, which suggests that TiO2-B is a promising anode material for the lithium ion batteries. 展开更多
关键词 lithium ion battery TiO2-B solid state method anode material
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Facile synthesis of hierarchically structured manganese oxides as anode for lithium-ion batteries 被引量:5
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作者 DENG Zhao HUANG Xing +2 位作者 ZHAO Xu CHENG Hua WANG Hong-en 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2019年第6期1481-1492,共12页
Developing high-performance lithium ion batteries(LIBs)using manganese oxides as anodes is attractive due to their high theoretical capacity and abundant resources.Herein,we report a facile synthesis of hierarchical s... Developing high-performance lithium ion batteries(LIBs)using manganese oxides as anodes is attractive due to their high theoretical capacity and abundant resources.Herein,we report a facile synthesis of hierarchical spherical MnO2 containing coherent amorphous/crystalline domained by a simple yet effective redox precipitation reaction at room temperature.Further,flower-like CoMn2O4 constructed by single-crystalline spinel nanosheets has been fabricated using MnO2 as precursor.This mild methodology avoids undesired particle aggregation and loss of active surface area in conventional hydrothermal or solid-state processes.Moreover,both MnO2 and CoMn2O4 nanosheets manifest superior lithium-ion storage properties,rendering them promising applications in LIBs and other energy-related fields. 展开更多
关键词 manganese oxides nanostructures anode materials lithium ion batteries ELECTROCHEMISTRY
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Nitrogen⁃doped 3D graphene⁃carbon nanotube network for efficient lithium storage
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作者 XIE Jie XU Hongnan +3 位作者 LIAO Jianfeng CHEN Ruoyu SUN Lin JIN Zhong 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1840-1849,共10页
A 3D nitrogen⁃doped graphene/multi⁃walled carbon nanotube(CS⁃GO⁃NCNT)crosslinked network mate⁃rial was successfully synthesized utilizing chitosan and melamine as carbon and nitrogen sources,concomitant with the incor... A 3D nitrogen⁃doped graphene/multi⁃walled carbon nanotube(CS⁃GO⁃NCNT)crosslinked network mate⁃rial was successfully synthesized utilizing chitosan and melamine as carbon and nitrogen sources,concomitant with the incorporation of multi⁃wall carbon nanotubes and employing freeze drying technology.The material amalgamates the merits of 1D/2D hybrid carbon materials,wherein 1D carbon nanotubes confer robustness and expedited elec⁃tron transport pathways,while 2D graphene sheets facilitate rapid ion migration.Furthermore,the introduction of nitrogen heteroatoms serves to furnish additional active sites for lithium storage.When served as an anode material for lithium⁃ion batteries,the CS⁃GO⁃NCNT electrode delivered a reversible capacity surpassing 500 mAh·g^(-1),mark⁃edly outperforming commercial graphite anodes.Even after 300 cycles at a high current density of 1 A·g^(-1),it remained a reversible capacity of up to 268 mAh·g^(-1). 展开更多
关键词 GRAPHENE carbon nanotube hybrid material anode lithiumion battery
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农林生物质衍生多孔碳构筑锂电池负极新材料 被引量:1
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作者 肖高 郑明珠 +1 位作者 毛诗钰 李晓慧 《精细化工》 北大核心 2025年第2期233-243,共11页
农林生物质废弃物作为一种价廉易得的可再生资源,具有丰富的碳源和多孔通道优势。其通过炭化和活化等制备方法及其他复合改性方法可得到具有优良性能的新型多孔材料,该材料在储能方面具有广阔的应用前景。特别是在锂离子电池中的应用方... 农林生物质废弃物作为一种价廉易得的可再生资源,具有丰富的碳源和多孔通道优势。其通过炭化和活化等制备方法及其他复合改性方法可得到具有优良性能的新型多孔材料,该材料在储能方面具有广阔的应用前景。特别是在锂离子电池中的应用方面,生物质衍生多孔碳具备可提高电池的循环性能、容量和倍率性能等优势。该文对基于生物质构建锂离子电池负极材料的应用现状进行了总结,主要介绍了稻壳、玉米秸秆、棉花和果壳等生物质衍生多孔碳应用于锂离子电池负极的电化学性能,并探讨了目前生物质基负极材料存在的问题。另外,还讨论了未来生物质在储能领域的研究方向和应用前景,为化工新型碳材料和锂离子电池的可持续发展提供了新途径和新思路。 展开更多
关键词 生物质衍生多孔碳 锂离子电池 负极材料 农林废弃物 应用方向
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MOF基ZnO/NiO@C复合材料作为高性能锂离子电池负极材料
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作者 李培枝 雷盼 +2 位作者 杨晓武 张康 王晨 《电源技术》 北大核心 2025年第1期106-113,共8页
通过简单的溶剂热法和煅烧法制备了MOF衍生的ZnO/NiO@C多孔纳米复合材料,采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)对其微观形貌和结构进行表征,利用X射线光电子能谱(XPS)分析了复合材料的元素组成,通过氮气吸附/脱附... 通过简单的溶剂热法和煅烧法制备了MOF衍生的ZnO/NiO@C多孔纳米复合材料,采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)对其微观形貌和结构进行表征,利用X射线光电子能谱(XPS)分析了复合材料的元素组成,通过氮气吸附/脱附实验测试了复合材料的比表面积和孔径分布,结果表明:复合材料具有高比表面积和一定数量的介孔,在100 mA/g电流密度下,ZnO/NiO@C电极首次放电比容量为1489.7 mAh/g,循环400次后的可逆比容量为1078.0 mAh/g,容量保持率为72.4%。此外,通过不同倍率的充放电实验,电极的比容量可以恢复到初始倍率的75.28%,测试结果表明ZnO/NiO@C电极具有优异的循环性能和较好的倍率性能,良好的电化学性能是由于其多孔结构、高比表面积和丰富的电化学活性位点,降低了电荷的传递阻力,促进了离子的扩散,提高了倍率性能和循环稳定性。 展开更多
关键词 锂离子电池 负极材料 MOF 金属有机骨架 多孔结构
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三维硅碳负极材料的制备及性能
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作者 李培枝 雷盼 +3 位作者 张玉书 张康 鄢长灏 王晨 《精细化工》 北大核心 2025年第7期1509-1515,共7页
以纳米硅和人造石墨为活性物质、黏土为黏结剂、导电炭黑为导电剂,经球磨法和高温煅烧法制备了三维硅碳负极材料。采用SEM、Raman光谱、XRD、XPS、TEM对其进行了表征。将其作为锂离子电池负极材料,通过循环伏安(CV)、电化学阻抗谱(EIS)... 以纳米硅和人造石墨为活性物质、黏土为黏结剂、导电炭黑为导电剂,经球磨法和高温煅烧法制备了三维硅碳负极材料。采用SEM、Raman光谱、XRD、XPS、TEM对其进行了表征。将其作为锂离子电池负极材料,通过循环伏安(CV)、电化学阻抗谱(EIS)、恒电流充放电和倍率测试,考察了硅掺杂量(以人造石墨质量计,下同)对三维硅碳负极材料电化学性能的影响。结果表明,当硅掺杂量为20%时制备的三维硅碳负极材料Si/C-2形成了有序稳定的三维骨架结构,表现出最佳的电化学性能。Si/C-2电极首次充、放电比容量分别为1754.7和1816.5 mA·h/g;在0.1、0.2、0.5和1.0 C倍率下,Si/C-2电极可逆比容量分别为1816.5、1386.5、872.2和566.3 mA·h/g,当倍率恢复到0.1 C时,容量保持率为91.6%;在100 mA/g电流密度下,Si/C-2电极循环100圈后具有1757.5 mA·h/g的可逆比容量,容量保持率为96.8%。黏土在高温煅烧下形成了骨架结构,且热解炭包裹在硅的表面,阻止了纳米硅和电解液的直接接触,有利于固体电解质中间相膜的稳定形成,减少了电解液的消耗,同时三维骨架结构的存在有效缓解了电极在循环过程中的体积膨胀问题,对其电化学性能起到了一定的提升作用。 展开更多
关键词 锂离子电池 负极材料 纳米硅 三维结构 电化学性能 功能材料
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三(三甲基硅基)硼酸酯对Si-C/Li电池性能的影响
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作者 彭龙贵 刘心毅 +2 位作者 李梦鸽 刘安妮 谭一兵 《现代化工》 北大核心 2025年第9期161-166,172,共7页
采用三(三甲基硅基)硼酸酯(TMSB)作为电解液添加剂,研究对Si-C/Li电池电化学性能及负极界面性质的影响。结果表明,在基础电解液中添加质量分数为3%的TMSB,Si-C/Li电池在0.2 C的电流下充放电100次后,电池容量保持率提升24.7%。利用X射线... 采用三(三甲基硅基)硼酸酯(TMSB)作为电解液添加剂,研究对Si-C/Li电池电化学性能及负极界面性质的影响。结果表明,在基础电解液中添加质量分数为3%的TMSB,Si-C/Li电池在0.2 C的电流下充放电100次后,电池容量保持率提升24.7%。利用X射线光电子能谱(XPS)及扫描电子显微镜(SEM)对循环后的硅基负极进行界面表征,证实了TMSB添加剂有助于在硅基负极表面形成稳定的固体电解质界面层(SEI),抑制电解液分解,有效提升了硅基负极的界面稳定性。 展开更多
关键词 锂离子电池 硅基负极材料 电解液添加剂 固体电解质界面膜 三(三甲基硅基)硼酸酯
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磷掺杂煤基碳纤维的制备及其储锂性能 被引量:1
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作者 李杰 孙明福 +4 位作者 于继图 李龙 孟卫波 梁浩 邢宝林 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第1期148-158,共11页
以褐煤、煤系腐植酸和煤沥青为原料,聚丙烯腈为助纺剂,三苯基膦为掺杂剂,采用静电纺丝法制备出磷掺杂煤基碳纤维,重点研究磷原子掺杂对煤基碳纤维微观结构和表面特性的影响。研究表明,褐煤、煤系腐植酸和煤沥青经静电纺丝法可成功制备... 以褐煤、煤系腐植酸和煤沥青为原料,聚丙烯腈为助纺剂,三苯基膦为掺杂剂,采用静电纺丝法制备出磷掺杂煤基碳纤维,重点研究磷原子掺杂对煤基碳纤维微观结构和表面特性的影响。研究表明,褐煤、煤系腐植酸和煤沥青经静电纺丝法可成功制备出具有良好柔性的磷掺杂煤基碳纤维。所制备的磷掺杂煤沥青基碳纤维P-CTP-CFs相互交织形成三维网状结构,其平均直径为144.0 nm,比表面积为50.3 m^(2)/g,同时含有大量无定形碳和C—O、C=O、O—C=O、吡啶氮、吡咯氮、石墨氮及P—C/P—N、P—O、P=O等杂原子官能团。磷掺杂煤沥青基碳纤维P-CTP-CFs用作锂离子电池自支撑负极材料时具有优异的电化学性能,在20 mA/g的电流密度下,可逆容量达到944.9 mAh/g,在1000 mA/g大电流密度下可逆容量仍有273.6 mAh/g。且在100 mA/g的电流密度下,经过100次循环后可逆容量保持率可达到86.2%,显示出良好的倍率性能和优异的循环稳定性,是一种较为理想的锂离子电池柔性负极材料。磷掺杂煤沥青基碳纤维优异的储锂特性与其特殊的三维网状结构、较大的比表面积和丰富的杂原子官能团密切相关。 展开更多
关键词 煤基碳纤维 磷掺杂 静电纺丝 锂离子电池 负极材料
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磷掺杂微晶石墨的制备及其在锂离子电池负极材料中的电化学性能研究
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作者 吴鹂霄 燕溪溪 +4 位作者 张素娜 徐一鸣 钱佳颖 乔永民 王利军 《化工学报》 北大核心 2025年第7期3615-3625,共11页
现有的阳极技术已接近性能极限。微晶石墨作为阳极材料中常用的石墨类材料的一种,其在实际应用中的潜力尚未得到充分开发。开发具有高能量密度和快速充放电能力的负极材料已经成为锂离子电池领域的热点课题。采用一种简便且高效的水热... 现有的阳极技术已接近性能极限。微晶石墨作为阳极材料中常用的石墨类材料的一种,其在实际应用中的潜力尚未得到充分开发。开发具有高能量密度和快速充放电能力的负极材料已经成为锂离子电池领域的热点课题。采用一种简便且高效的水热合成法,通过高温煅烧,成功制备了磷掺杂的微晶石墨负极材料。通过磷酸水热法对微晶石墨进行表面改性,实现了磷元素的有效掺杂,并确保了在高温煅烧过程中掺杂元素的稳定附着和均匀分布。结果表明,磷掺杂能够显著提升微晶石墨的化学活性,初次放电比容量实现501.56 mAh/g,在3C高倍率的放电比容量仍保持在121.98 mAh/g,相较于原样提升了大约3倍。 展开更多
关键词 锂离子电池 阳极材料 微晶石墨 磷掺杂 电化学
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纳米空心立方体ZnMn_(2)O_(4)/rGO复合材料的储锂性能
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作者 张琳 蔡强浩 +2 位作者 代汉文 汪燕鸣 王飞 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第6期1068-1077,共10页
ZnMn_(2)O_(4)是一种潜在的高比容量锂离子电池负极材料,但仍需提高其大电流充放电性能和循环寿命。本文通过简便的室温微乳液法和后续煅烧制备了边长约200 nm的ZnMn_(2)O_(4)空心立方体,由粒径30~50 nm的纳米颗粒相互紧密连接形成。为... ZnMn_(2)O_(4)是一种潜在的高比容量锂离子电池负极材料,但仍需提高其大电流充放电性能和循环寿命。本文通过简便的室温微乳液法和后续煅烧制备了边长约200 nm的ZnMn_(2)O_(4)空心立方体,由粒径30~50 nm的纳米颗粒相互紧密连接形成。为了提高材料的导电性,将ZnMn_(2)O_(4)与氧化石墨烯(GO)混合并热处理后得到ZnMn_(2)O_(4)/rGO复合材料。系统研究了复合材料的相组成、微结构、储锂性能和机理。作为锂离子电池负极材料,ZnMn_(2)O_(4)/rGO在0.1和4 A·g^(−1)电流密度下的放电比容量分别达到1193和620 mAh·g^(−1),在1 A·g^(−1)电流密度下循环700次放电比容量保持806 mAh·g^(−1)。其优异的倍率性能和循环稳定性源于ZnMn_(2)O_(4)和还原氧化石墨烯(rGO)的协同作用,较小的二次立方体/一次纳米颗粒尺寸利于Li^(+)的短距离扩散,空心结构提供了材料锂化时体积膨胀的空间而使立方体保持结构完整;rGO不仅构建了材料的三维电子传输网络加快电子传输速度,而且也能缓冲嵌/脱锂时的体积变化而维持材料结构稳定。本研究为高性能金属氧化物类负极材料的制备提供了可行的策略。 展开更多
关键词 锂离子电池 负极材料 ZnMn_(2)O_(4) 还原氧化石墨烯 微乳液法 储锂性能
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不同晶型纳米二氧化锰的制备及其电化学性能
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作者 张鑫鹏 朱凯 +1 位作者 曹殿学 高胤義 《材料工程》 北大核心 2025年第7期221-227,共7页
以KMnO_(4)、MnSO_(4)·H_(2)O、(NH_(4))_(2)S_(2)O_(8)和盐酸为原料,通过控制水热反应的温度和时间合成不同晶型的二氧化锰(MnO_(2))。通过XRD、SEM、TEM技术对材料的结构和形貌进行表征。结果表明,所合成的MnO_(2)均为纳米颗粒,... 以KMnO_(4)、MnSO_(4)·H_(2)O、(NH_(4))_(2)S_(2)O_(8)和盐酸为原料,通过控制水热反应的温度和时间合成不同晶型的二氧化锰(MnO_(2))。通过XRD、SEM、TEM技术对材料的结构和形貌进行表征。结果表明,所合成的MnO_(2)均为纳米颗粒,但不同晶型的MnO_(2)呈现出不同的微观形貌。对比其电化学性能发现:δ-MnO_(2)由于其独特的花球结构提供大量的反应位点,性能明显优于其他晶型的MnO_(2),在2 A/g的电流密度下循环1400周次可以达到623.48 mAh/g的比容量。采用循环伏安法、电化学阻抗和恒电流间歇滴定技术探究MnO_(2)电极的动力学特性,δ-MnO_(2)拥有更高的Li^(+)扩散速率。 展开更多
关键词 锂离子电池 负极 二氧化锰 晶型 纳米材料
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锂离子电池用自支撑碳负极材料PAN/CNCs的制备及其性能研究
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作者 史东 苏蕊颖 +3 位作者 毕淑敏 杨月茹 范业萌 贾清秀 《化工新型材料》 北大核心 2025年第8期109-113,共5页
以聚丙烯腈(PAN)纤维为基材,添加纤维素纳米晶(CNCs),采用静电纺丝技术制备了PAN/CNCs复合纤维膜,经预氧化及碳化处理得到自支撑碳化纤维膜,用其作为负极材料组装成锂离子半电池,并测试了电池的电化学性能和充放电循环性能,分析了CNCs... 以聚丙烯腈(PAN)纤维为基材,添加纤维素纳米晶(CNCs),采用静电纺丝技术制备了PAN/CNCs复合纤维膜,经预氧化及碳化处理得到自支撑碳化纤维膜,用其作为负极材料组装成锂离子半电池,并测试了电池的电化学性能和充放电循环性能,分析了CNCs的添加和碳化温度对自支撑碳负极材料性能的影响。结果表明,PAN/CNCs自支撑碳负极材料与电解液浸润性良好,较纯PAN自支撑碳负极材料具有更优异的电化学性能和电池循环性能。 展开更多
关键词 负极材料 锂离子电池 静电纺丝 自支撑 纤维素纳米晶
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锂离子电池中锗基负极材料的构建及改性研究
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作者 苟清懿 廖华 +5 位作者 陈凤阳 曾瑞林 刘慧哲 杨妮 侯彦青 谢刚 《材料导报》 北大核心 2025年第8期1-11,共11页
锂离子电池因高能量密度、长循环寿命、无记忆效应等特点在便携式电子器件和电动汽车中得到了广泛的应用。锗基负极材料以高理论比容量(约为碳的4倍)、低嵌锂电位以及良好的导电性(约为硅的104倍)等优点成为当前锂离子电池领域的研究热... 锂离子电池因高能量密度、长循环寿命、无记忆效应等特点在便携式电子器件和电动汽车中得到了广泛的应用。锗基负极材料以高理论比容量(约为碳的4倍)、低嵌锂电位以及良好的导电性(约为硅的104倍)等优点成为当前锂离子电池领域的研究热点之一。近年来研究者们对其合成与改性进行大量研究并取得突破性的成功,然而锗基负极材料在循环稳定性方面仍存在诸多挑战,这主要因为锗基负极材料在充放电过程中存在严重的体积效应且界面不稳定。本文从低维度纳米化、多孔化、碳材料复合和合金化四种改性策略入手,介绍各类锗基负极材料的制备方法、形貌、结构以及电化学性能。最后,讨论了锗基负极材料改性方法和手段的研究进展以及未来研究的方向。 展开更多
关键词 锗基负极材料 锂离子电池 碳锗复合材料 纳米结构 合金化
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锂离子电池Si@Void@C复合负极材料的制备及其应用 被引量:1
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作者 周丽萍 周德清 +5 位作者 郑锋华 潘齐常 胡思江 蒋永杰 王红强 李庆余 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第3期1115-1122,共8页
本研究旨在解决硅基负极材料在锂离子电池充放电过程中存在的严重体积膨胀以及导电性较差的问题。为此,提出了一种具有中空结构的Si@Void@C复合材料,通过创新性设计提高其结构稳定性和电化学性能。研究中采用Sb_(2)S_(3)作为硬模板,结... 本研究旨在解决硅基负极材料在锂离子电池充放电过程中存在的严重体积膨胀以及导电性较差的问题。为此,提出了一种具有中空结构的Si@Void@C复合材料,通过创新性设计提高其结构稳定性和电化学性能。研究中采用Sb_(2)S_(3)作为硬模板,结合机械球磨法制备了纳米级Si/Sb_(2)S_(3)颗粒。随后以间苯二酚-甲醛为碳源,通过碳热还原法构建出内部具有空隙的中空结构。在这一过程中,碳壳包覆硅纳米颗粒,不仅有效避免了硅与电解液的直接接触,还显著提升了材料的导电性。同时,硅纳米颗粒与碳壳之间的空隙能够缓冲充放电过程中由于体积变化引发的机械应力,进一步改善其循环稳定性。作为锂离子电池负极材料,该复合材料在0.5A/g电流密度下表现出优异的电化学性能,首次放电容量达到1691 mAh/g。在经过500次循环后,仍能保持735.9 mAh/g的高可逆容量,展现了优异的循环稳定性和容量保持能力。 展开更多
关键词 锂离子电池 负极材料 SI Si/C复合材料 缓冲基体
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高性能双金属氧化物负极的理性设计及储锂特性
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作者 林学宇 王瑞琦 +1 位作者 董武杰 黄富强 《物理化学学报》 北大核心 2025年第3期20-32,共13页
高能量密度、高功率密度的“双高”锂离子电池(LIBs)的实现依赖于创新突破高容量、高倍率及长循环寿命电极材料。插入型负极,以d0过渡金属氧化物为代表,含有强金属-氧键,表现出高循环稳定性和高倍率性能。然而,由于金属离子变价较少,其... 高能量密度、高功率密度的“双高”锂离子电池(LIBs)的实现依赖于创新突破高容量、高倍率及长循环寿命电极材料。插入型负极,以d0过渡金属氧化物为代表,含有强金属-氧键,表现出高循环稳定性和高倍率性能。然而,由于金属离子变价较少,其比容量相对较低。转化-合金型负极,以p区金属氧化物为代表,具备高理论比容量,但嵌锂过程中的相团聚和体积膨胀易导致容量快速衰减和倍率性能不佳。通过引入插入型或转化型功能基元构建双金属氧化物负极,可以优化电极中的电子/离子传导,从而改善循环性能和倍率性能,有望实现负极材料高容量、高倍率及长循环的统一。本文通过对各类金属氧化物中的化学键及电子结构特征进行分析,并提出一种新的图示表达方式,将负极锂离子插脱嵌的电化学反应储能过程表达为态密度(DOS)图示。文章阐述了双金属氧化物负极的多步储锂机制,并结合近期相关研究进展,为发展高容量、高倍率及高稳定的双金属化合物负极提供理论参考和实践依据。 展开更多
关键词 锂离子电池 负极材料 双金属化合物 储锂机制
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稻壳基硅氧碳复合负极材料的制备及储锂性能
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作者 郭建良 韩松 +1 位作者 杨宏训 马娇娇 《化工新型材料》 北大核心 2025年第8期114-119,123,共7页
硅因其高容量而被认为是非常有应用前景的新一代高容量锂离子电池负极材料。但硅的低电导率及差的循环性能而限制了其作为负极材料在锂离子电池中的应用。以富含硅的稻壳为原材料,沥青为导电剂,通过简单的铝热还原反应,制得多孔硅氧碳... 硅因其高容量而被认为是非常有应用前景的新一代高容量锂离子电池负极材料。但硅的低电导率及差的循环性能而限制了其作为负极材料在锂离子电池中的应用。以富含硅的稻壳为原材料,沥青为导电剂,通过简单的铝热还原反应,制得多孔硅氧碳复合负极材料。结果表明:该复合负极材料展现出良好的电化学性能,在0.2A/g的电流密度下,具有高的首次充放电比容量1016.2mAh/g/1349.5mAh/g和75.3%的首次库仑效率,在200个循环后仍能保持812.8mAh/g/819.3mAh/g的比容量。优异的性能,主要得益于,氢/氩混合气氛对二氧化硅的还原提供了更多的反应活性位点。此外,沥青的加入一方面可以增强电极材料的导电性,另一方面熔融态的沥青可以填补材料中的孔隙,缓冲硅在充放电过程中的体积膨胀,从而提高材料的循环稳定性。 展开更多
关键词 锂离子电池 稻壳 沥青 负极材料 硅氧碳复合材料
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镁热还原法制备多孔硅碳复合锂电池负极材料
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作者 孙超群 安玉良 +1 位作者 谢驰 孔汉文 《功能材料》 北大核心 2025年第7期7170-7174,共5页
以白炭黑为基料,通过镁热还原法制备出多孔硅,再将多孔硅与石墨颗粒复合制备出多孔硅碳复合材料。通过XRD、BET和SEM对制备出的材料进行结构形貌表征,结果表明多孔硅材料表面疏松多孔且分布均匀,此结构可以有效缓解硅颗粒的体积膨胀效应... 以白炭黑为基料,通过镁热还原法制备出多孔硅,再将多孔硅与石墨颗粒复合制备出多孔硅碳复合材料。通过XRD、BET和SEM对制备出的材料进行结构形貌表征,结果表明多孔硅材料表面疏松多孔且分布均匀,此结构可以有效缓解硅颗粒的体积膨胀效应;并对硅碳复合材料进行电化学性能测试分析,结果显示镁热还原制备的硅碳复合负极材料具有较好的电化学性能,首次放电比容量为529 mAh/g, 30次循环后,可逆效率为99.47%,以上结果表明多孔硅与石墨复合改善了材料导电性而提高其电化学性能。 展开更多
关键词 锂离子电池 负极材料 镁热还原 硅碳复合 多孔硅
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鞣花酸/Fe^(3+)低聚体构建纳米共轭碳材料涂层及其应用
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作者 廖丽琼 陈鑫 李凯 《中国造纸》 北大核心 2025年第9期37-45,101,共10页
本研究以鞣花酸(EA)和FeCl_(3)·6H_(2)O为原料,通过配位作用构建EA/Fe^(3+)低聚体,并利用π-π堆积作用与纳米共轭碳材料(石墨烯、碳纳米管)结合,制备了水相稳定的功能性纳米共轭碳材料分散液。通过调节pH和EA质量分数,系统研究了... 本研究以鞣花酸(EA)和FeCl_(3)·6H_(2)O为原料,通过配位作用构建EA/Fe^(3+)低聚体,并利用π-π堆积作用与纳米共轭碳材料(石墨烯、碳纳米管)结合,制备了水相稳定的功能性纳米共轭碳材料分散液。通过调节pH和EA质量分数,系统研究了分散液的粒径分布、Zeta电位及微观形貌,并将其应用于壳聚糖水凝胶涂层和锂电池负极材料。结果表明,EA/Fe^(3+)低聚体通过配位作用和空间位阻效应显著改善了纳米共轭碳材料的分散性,其涂层表现出优异的导电性(1.57×10^(-1) S/m)和压阻响应特性,且EA/Fe^(3+)/碳纳米管作为锂电池负极时,比容量可达26.75 F/g。 展开更多
关键词 鞣花酸 Fe^(3+)低聚体 纳米共轭碳材料 涂层 锂电池负极
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硅碳复合材料及高能量密度锂离子电池的开发与性能研究
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作者 汤帆 罗昊 +3 位作者 吴金澈 黄春年 刘亚明 郑举功 《电源技术》 北大核心 2025年第6期1159-1167,共9页
合成了多孔硅微球,通过硅微球包覆人造石墨(AG)制备了硅碳(Si/C)复合材料。分别以Si/C和AG为负极材料,镍钴锰三元材料(NCM)为正极活性材料,制备了Si/C-LIBs和AG-LIBs两种电芯。对比分析了两种电芯的电化学性能、低温性能和安全性能。研... 合成了多孔硅微球,通过硅微球包覆人造石墨(AG)制备了硅碳(Si/C)复合材料。分别以Si/C和AG为负极材料,镍钴锰三元材料(NCM)为正极活性材料,制备了Si/C-LIBs和AG-LIBs两种电芯。对比分析了两种电芯的电化学性能、低温性能和安全性能。研究结果表明,Si/C-LIBs的能量密度、倍率性能、循环性能、低温性能比AG-LIBs的性能更优越。在0.5 C下放电,Si/C-LIBs的比能量达554 Wh/kg,比AG-LIBs提高了18.5%;Si/C-LIBs在高、低倍率下的放电容量相差更小;Si/C-LIBs在室温下循环500次后的容量保持率约为90%;-10℃下,Si/C-LIBs在0.5 C下的容量保持率为30.6%。 展开更多
关键词 硅碳负极材料 高能量密度 锂离子电池 电化学性能 安全性能
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双极微弧氧化多孔TiO_(2)电池负极的制备及电化学性能
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作者 董宇彪 陈欣欣 +2 位作者 杜永欣 田雪 郝国栋 《表面技术》 北大核心 2025年第15期47-55,共9页
目的采用传统的微弧氧化技术和原创的双极微弧氧化技术,分别在钛箔表面原位生长锐钛矿相TiO_(2)基复合膜层,比较2种技术所生成的膜层对锂离子电池负极电化学性能的影响。方法通过XRD、Raman及SEM分析膜层的物相组成、化学结构及表面形... 目的采用传统的微弧氧化技术和原创的双极微弧氧化技术,分别在钛箔表面原位生长锐钛矿相TiO_(2)基复合膜层,比较2种技术所生成的膜层对锂离子电池负极电化学性能的影响。方法通过XRD、Raman及SEM分析膜层的物相组成、化学结构及表面形貌。利用图像分析软件计算孔隙率、分析循环伏安、恒电流充放电、循环稳定性及倍率性能。通过电化学阻抗谱计算锂离子扩散系数,系统评估其电化学性能。结果双极微弧氧化制备的TiO_(2)膜层以锐钛矿相为主,呈多孔结构,孔隙率为11.4%,显著优于传统微弧氧化膜层(7.9%)。电化学测试表明,在100 mA/g电流密度下,经200次循环后仍能保持192.78 mAh/g(容量保持率>95%),较传统材料(176.48 mAh/g)提升9.2%;锂离子扩散系数提高至1.26×10^(-14)cm^(2)/s(传统工艺为9.41×10^(-15)cm^(2)/s);倍率电流密度测试中,容量恢复率达99%。此外,首圈库仑效率为64.5%,后续循环均趋近100%,表明高度可逆的锂离子嵌入/脱出行为。结论双极微弧氧化技术通过优化电极微观结构与动力学性能,显著提升了TiO_(2)负极的综合性能。该工艺无需高温后处理,具有高效和低成本的优势,为开发高能量密度、长寿命锂离子电池提供了新思路。 展开更多
关键词 双极微弧氧化 负极材料 二氧化钛 锂离子电池 电化学性能
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